biokonversi asam lemak bebas terhidrolisis dari …

BIOKONVERSI ASAM LEMAK BEBAS TERHIDROLISIS

DARI MINYAK KEDELAI MENJADI BIODIESEL

MENGGUNAKAN Lactobacillus plantarum DAN Acetobacter

aceti

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

mencapai gelar Sarjana Sains S.Si., Program Studi Kimia pada

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Islam Indonesia

Yogyakarta

Diajukan oleh:

ADWI HANTONI

No. Mahasiswa: 16612138

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA

YOGYAKARTA

2021

ii




aceti

SKRIPSI

yang diajukan oleh :

ADWI HANTONI

No. Mahasiswa: 16612138

Telah dipertahankan dihadapan Panitia Pengujian Skripsi Prodi Kimia Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam


Yogyakarta, 12 Maret 2021

Dewan Penguji Tanda Tangan

Dr. Tatang Shabur Julianto, M.Si. ………………

Dr. Habibi Hidayat, S.Pd., M.Si. ………………

Ika Yanti, S.Si., M.Sc. ………………

Mengetahui,

Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam


Prof. Riyanto, S. Pd., M.Si., Ph.D.

iii

PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN

Yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : Adwi Hantoni

NIM : 16612138

Program Studi : Kimia

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahua Alam

Dengan ini menyatakan bahwa skripsi Saya dengan judul Biokonversi Asam

Lemak Terhidrolisis Dari Minyak Kedelai Menjadi Biodiesel Menggunakan

Lactobacillus plantarum Dan Acetobakter aceti bersifat asli dan tidak berisi

material yang telah diterbitkan sebelumnya kecuali referensi yag disebutkan

didalam skripsi ini. Apabila terjadi kontribusi dari penulis lain, maka penulis

tersebut seara eksplisit telah disebutkan didalam skripsi ini. Apabila di kemudian

hari ditemukan ketidaksesuaian denga pernyataan ini, maka saya bersedia dituntut

dan diproses sesuai dengan ketentuan yang berlaku. Demikian pernyataan ini

dibuat dengan sesungguhnya dan penuh tanggung jawab.

Yogyakarta, 12 Maret 2021

Yang menyatakan,

(Adwi Hantoni)

NIM. 16612138

iv

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum wr.wb.

Alhamdulillah hirobbil’alamin penulis ucapkan kepada Allah SWT yang

telah melimpahkan rahmat, taufik serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir/Proposal Skripsi yang berjudul

“BIOKONVERSI ASAM LEMAK TERHIDROLISIS DARI MINYAK

KELAPA MENJADI BIODIESEL MENGGUNAKAN Lactobacillus

plantarum DAN Acetobacter aceti”. Shalawat dan salam senantiasa tercurahkan

kepada Akhiirul anbiyaa’ Nabiyallah Muhammad SAW beserta keluarga, sahabat

dan seluruh pengikutnya hingga akhir zaman.

Tugas akhir/ Proposal Skripsi adalah salah satu mata kuliah wajib bagi

mahasiswa semester VII Program Studi S-1 untuk mendapatkan gelar Sarjana

Sains (S.Si). tujuan dari penelitian ini adalah Untuk mengetahui potensi metode

elektrokimia (elektrosintesis/elektroreduksi) untuk mengkonversi komponen

minyak nabati trigliserida menjadi suatu senyawa alkana dan Untuk mengetahui

kondisi reaksi yang sesuai (jenis elektroda, jenis elektrolit, potensial listrik, dan

waktu reaksi) untuk dapat mengkonversi komponen minyak nabati trigliserida

menjadi senyawa alkana secara elektrokimia dengan nilai % konversi dan

kemurnian tinggi.

Dalam penyusunan laporan ini penulis banyak dibimbing dan didukung

oleh berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin mengungkapkan rasa

terimakasih kepada :

1. Allah SWT yang senantiasa selalu melimpahkan rahmat serta karunia_Nya.

2. Amak dan ayah tercinta yang tiada hentinya memberikan dukungan dan

nasihat serta mengirimkan doa disetiap waktunya.

3. Prof. Fathul Wahid, S.T., M.Sc., Ph.D. Selaku Rektor Universitas Islam

Indonesia.

4. Prof. Riyanto, M.Sc., Ph.D. Selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam Universitas Islam Indonesia.

v

5. Dr. Dwiarso Rubiyanto, S.Si., M.Si. Selaku Ketua Program Studi Kimia,

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

6. Dr. Tatang Shabur Julianto., M.Si. selaku dosen pembimbing yang telah

memberikan bimbingan dan berbagai macam masukan juga telah banyak

meluangkan waktu dan juga masukan dalam melakukan penelitian hingga

skripsi ini.

7. Keluarga besar penulis yang setia untuk menyemangati dan selalu support

penulis.

8. Teman-teman JB fams yang setia menemani belajar dan juga yang sudah

banyak membantu penulis hingga terselesaikan skripsi ini.

9. Teman seperjuangan Helmi, Afrida, yang selalu memberi support, motivasi

dan dukungan yang hebat hingga penulis bisa menyelesaikan skripsi ini.

10. Seluruh teman-teman seangkatan, terutama kelas C angkatan 16 yang selalu

mengisi hari demi hari menjadi sangat menyenangkan.

11. Seluruh Bapak/Ibuk dosen jurusan KIMIA yang telah memberikan

pengetahuan yang sangat bermanfaat selama masa perkuliahan.

12. Seluruh staf dan karyawan Universitas Islam Indonesia yang telah

memberikan bantuan kepada penulis.

13. Semua pihak yang sudah membantu dan memberikan informasi baik secara

langsung maupun secara tidak langsung dalam perbuatan proposal tugas

Akhir ini.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kesalahan yang dilakukan dalam

penyusunan laporan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran yang

bermanfaat untuk perbaikan laporan ini. Semoga laporan kerja praktik lapangan

ini dapat bermanfaat bagi kami semua.

Wassalamu’allaikum wr.wb

vi

DAFTAR ISI

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................... ii

PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN .......................................................iii

KATA PENGANTAR ...................................................................................... iv

DAFTAR ISI ..................................................................................................... vi

DAFTAR TABEL ..........................................................................................viii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ ix

INTISARI .......................................................................................................... x

ABSTRACT ...................................................................................................... xi

BAB I. PENDAHULUAN .................................................................................. 1

1.1 Latar belakang ........................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................... 4

1.3 Tujuan Penelitian ....................................................................................... 4

1.4 Manfaat Penelitian ..................................................................................... 4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................... 5

BAB III. DASAR TEORI ................................................................................... 7

3.1 Minyak Kedelai ......................................................................................... 7

3.2 Biokonversi/Biotransformasi ..................................................................... 8

3.3 Hidrolisis ................................................................................................... 8

3.4 Biodiesel Fatty Acid Methyl Ester (FAME) ............................................. 9

3.5 Lactobacillus plantarum ............................................................................ 9

3.6 Acetobacter aceti ..................................................................................... 10

3.7 Gas Chromatography – Mass Spectrometry (GC-MS) ........................... 11

3.8 Spektrofotometer uv-vis .......................................................................... 12

vii

BAB VI. METODOLOGI PENELITIAN ........................................................ 15

4.1.1 Alat ....................................................................................................... 15

4.2 Cara Kerja ................................................................................................ 15

4.2.1 Hidrolisis Minyak Kedelai ................................................................ 15

4.2.2 Penentuan bilangan asam lemak bebas hasil hidrolisis ............... 15

4.2.3 Pembuatan Medium Pertumbuhan dan Proses Inakulasi .................. 16

4.2.4 Perhitungan Mikroba Menggunakan Metode McFarland ........... 16

4.2.5 Proses Fermentasi ....................................................................... 17

4.2.6 Ekstraksi Hasil Fermentasi ......................................................... 17

BAB V. PEMBAHASAN ................................................................................. 18

5.1 Hidrolisis Minyak Kedelai dan Penentuan Bilangan Asam .................... 18

5.2 Perhitungan Mikroba dengan Metode McFarland ................................... 19

5.3 Proses Fermentasi .................................................................................... 21

5.4 Karakterisasi GC-MS Hasil Fermentasi Pada Variasi Waktu 24 jam ..... 22



5.6 Mekanisme Pembentukan FAME Oleh Mikroba Lactobacillus Plantarum

dan Acetobacter aceti .............................................................................. 26

BAB VI. PENUTUP ......................................................................................... 29

6.1 Kesimpulan .............................................................................................. 29

6.2 Saran ........................................................................................................ 29

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 30

LAMPIRAN 1. Perhitungan ............................................................................. 35

Lampiran 2. Dokumentasi Penelitian ................................................................ 38

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Komposisi minyak kedelai secara umum ................................................ 7

Tabel 2. Standar McFarland CFU (x106/mL), Absorbansi Standar mcFarland dan

Absorbansi Sampel Mikroba (L. plantarum dan A. aceti)..................... 20

Tabel 3. Hasil GC-MS terhadap produk biokonversi asam lemak bebas

terhidrolisis oleh mikroba L. plantarum dan A.aceti dengan variasi

waktu 24 jam ......................................................................................... 22



waktu 48 jam ......................................................................................... 24



waktu 72 jam ......................................................................................... 25

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Lactobacillus Plantarum ...................................................................... 10

Gambar 2. Prinsip Instrumen GC-MS ................................................................... 12

Gambar 3. Prinsip Instrumen Spectrofotometer uv-vis ......................................... 13

Gambar 4. Reaksi hidrolisis minyak kedelai menjadi asam lemak........................ 18

Gambar 5. Kurva Kalibrasi Hasil Analisis Spektrofotometer uv-vis Standar

McFarland ........................................................................................... 20

Gambar 6. Kromatogram hasil analisis GC-MS produk fermentasi variasi waktu

24 jam .................................................................................................. 22


48 jam .................................................................................................. 24


72 jam .................................................................................................. 25

Gambar 9. Reaksi Pembentukan Asam Lemak Metil Ester dari Asam Lemak

Oleh mikroba L. plantarum dan A. aceti ............................................. 27

x




aceti

ADWI HANTONI

No Mhs : 16612138

INTISARI

Dewasa ini, green process sedang dikembangkan mengingat prosesnya

yang tidak menghasilkan limbah berbahaya, ramah lingkungan, dan tidak

memerlukan energi tinggi. Penelitian mengarah pada penggunaan

biokonversi/bioteknologi yang biasanya didasarkan pada proses fermentasi

mikroba, menjadikannya sebagai alternatif yang berpotensi dan layak. Metode

fermentasi mikroba memiliki potensi yang besar dalam mengkonversi asam lemak

bebas terhidrolisis menjadi biodiesel secara enzimatik menggunakan mikroba

Lactobacillus plantarum dan Acetobacter aceti dengan produk FAME (Fatty Acid

Methyl Ester). Senyawa FAME (Fatty Acid Methyl Ester) didapatkan melalui

proses fermentasi oleh mikroba Lactobacillus plantarum dan Acetobacter aceti

pada variasi waktu fermentasi 24 jam, 48 jam, 72 jam dengan total % konversi

masing-masing sebesar 85,87%, 41,88%, dan 93,25%.

Kata kunci: Fatty Acid Methyl Ester (FAME), Biodiesel, Lactobacillus plantarum,

Acetobacter aceti.

xi

BIOCONVERSION OF HYDROLYZED FREE FATTY ACIDS FROM

SOYBEAN OIL TO BIODIESEL USING Lactobacillus plantarum AND

Acetobacter aceti

ADWI HANTONI

No Mhs : 16612138

Abstract

Currently, the green process is being developed considering the process

that doesn’t produce hazardous waste, it’s environmental friendly, and doesn’t

require high energy. The research has led to the use bioconversion/ biotechnology

which are usually based on microbial fermentation process, making them a

potential and viable alternative. Microbial fermentation method has a great

potential in converting hydrolyzed free fatty acids into biodiesel using enzymatic

system of Lactobacillus plantarum and Acetobacter aceti bacteria with FAME

(Fatty Acid Methyl Ester) as the products. The compound FAME (Fatty Acid

Methyl Ester) was obtained through a fermentation process by the microbes

Lactobacillus plantarum and Acetobacter aceti at the variation of fermentation

time that is 24 hours, 48 hours, 72 hours with the conversion total is 85.87%,

41.88%, and respectively. 93.25%.

Keywords: Fatty Acid Methyl Ester (FAME), Biodiesel, Lactobacillus plantarum,

Acetobacter aceti.

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Dunia saat ini dicemaskan oleh semakin memburuknya kualitas

lingkungan yang disebabkan pencemaran lingkungan salah satunya adalah

pertambangan minyak bumi. Hal ini terjadi karena penambangan minyak bumi

memerlukan lahan yang luas mengakibatkan pegundulan hutan dan setiap

tanah yang ada digunakan untuk olahan minyak bumi tidak akan bisa lagi

digunakan untuk lahan hutan atau pertanian. Gas alam dari minyak bumi

merupakan bahan baku dalam pembuatan metanol dimana metanol ini

merupakan salah satu bahan dasar dari biodiesel. Produksi biodiesel secara

kimia memiliki kelebihan yaitu penggunaan teknologi yang murah dan proses

produksi yang relatif cepat. Akan tetapi, dalam proses produksinya, produk

yang disintesis secara kimia memerlukan banyak tahapan dan tidak dipungkiri

dalam hasilnya menghasilkan produk samping berupa limbah yang tidak

diinginkan yang dapat membahayakan lingkungan.

Dewasa ini, green process sedang dikembangkan mengingat prosesnya

yang tidak menghasilkan limbah berbahaya, ramah lingkungan, dan tidak

memerlukan energi tinggi. Hal ini bertujuan agar lingkungan dan kelangsungan

makhluk hidup tetap terjaga. Green production process, merupakan suatu cara

memproduksi dengan teknologi yang membatasi polusi atau memiliki manfaat

terhadap lingkungan ( Prakash, 2002). Green process mengacu pada langkah-

langkah untuk menghilangkan beban lingkungan sedemikian rupa meliputi

input sumber daya, penggunaan zat kimia, dan konsumsi energi untuk

digunakan seminimal mungkin dari semua proses yang terlibat dalam

pembuatan produk. Salah satu langkah tersebut adalah dengan biokonversi.

Berdasarkan hal tersebut penelitian mulai mengarah pada penggunaan

biokonversi yang biasanya didasarkan pada proses fermentasi mikroba,

menjadikannya sebagai alternatif yang berpotensi dan layak.

Biokonversi adalah sebuah proses yang mampu mengubah bahan organik

menjadi produk lain yang berguna dan memiliki nilai tambah dengan

2

memanfaatkan proses biologis dari mikroorganisme dan enzim (Hardjo et al.,

1989). Metode ini dianggap sangat berpotensi karena tidak menggunakan zat

kimia berbahaya, tidak membutuhkan energi tinggi, dan tidak menghasilkan

produk samping atau residu yang berbahaya bagi lingkungan.

Bahan yang akan digunakan pada penelitian ini adalah asam lemak bebas

dari minyak kedelai. Pemilihan bahan ini didasarkan pada kegunaannya yang

beragam dan sumber daya yang mudah diperoleh serta memiliki jalur paling

mudah dalam produksi biodiesel. Biodiesel dapat diperoleh dari proses

esterifikasi menggunakan alkohol (contoh: metanol, etanol, dll) dengan

bantuan katalis asam sehingga menjadi alkil-ester (Zahriyah, 2009). Namun,

proses atau produk tersebut masih menggunakan metode konvensional yang

membutuhkan energi tinggi serta membutuhkan biaya produksi yang besar.

Oleh karena itu, alternatif yang mungkin untuk biodiesel berbasis minyak

nabati adalah produksi biodiesel langsung secara biosintetik dalam

mikroorganisme (Sherkhanov et al., 2016).

Produksi biodiesel dengan cara fermentasi mikroba dapat dibedakan

menjadi dua pendekatan yang berbeda yaitu produksi biodiesel tidak langsung

dari mikroba oleaginous dengan transesterifikasi (in vitro), dan produksi

biodiesel langsung dari metabolisme mikroba (in vivo) (Shi et al., 2011). Cara

produksi biodiesel secara tidak langsung dari mikroba atau in vitro ini

dilakukan dengan mengekstraksi mikroba spesies oleaginous sebagai sumber

lemak yang kemudian dilakukan transesterifikasi menggunakan metanol dan

bantuan katalis asam atau basa (Kuan et al., 2018). Mikroba dianggap spesies

oleagenus jika ia memiliki kemampuan mengakumulasi lebih dari 20% b/b

lemak pada basis berat kering sel (Patel et al., 2020). Sedangkan untuk

produksi biodiesel secara langsung dihasilkan dari metabolisme mikroba dalam

penelitian ini C. Antarctica dimana lipase yang terimobilisasi mengubah 95-

98% trigiliserida menjadi Fatty Acid methyl Ester (FAME) dengan

penambahan metanol secara bertahap (Hou & Shimada, 2009). Akan tetapi,

penggunaan bahan baku metanol sebagai alkohol yang dibutuhkan dalam

produksi biodiesel terutama jenis FAME merupakan hambatan utama untuk

3

penggunaan biodiesel yang lebih luas karena metanol dihasilkan dari turunan

bahan bakar fosil yang bersifat unrenewable (sumber tidak terbarukan). Karena

adanya alkohol berupa metanol dari bahan fosil tersebut mengakibatkan produk

FAME dianggap 80% renewable sedangkan 20% unrenewable (Toscano &

Duca, 2009). FAME sangat penting bagi lingkungan dan ekonomi karena

digunakan sebagai bahan bakar alternatif baik dalam bentuk murni atau

dicampur dengan proporsi yang bervariasi (Ginn et al. 2009).

Baru-baru ini, produksi FAME tanpa penggunaan metanol mulai digagas

oleh peneliti. Namun, penelitian dan kajian mengenai jalur produksi dan

mikroba yang digunakan dalam produksi FAME secara in situ ini masih sangat

terbatas. Penelitian sebelumnya, Escherichia coli telah direkayasa untuk

menghasilkan FAME secara in situ menggunakan asam lemak O-

methyltransferase (FAMT) dari Mycobacterium marinum atau homolog serupa

dengan menggunakan S-adenosylmethionine (SAM) sebagai pendonor metil.

Dalam studi ini, suplai SAM ditingkatkan dengan penghapusan metJ yaitu

pengatur protein yang menghambat enzim yang terlibat dalam sintesis SAM.

Tetapi hasil FAME sangat rendah, karena kurangnya aktivitas thioesterase

untuk memproduksi asam 3-hidroksidekanoat, substrat yang disukai FAMT

dari M. marinum (Lennen & Pfleger, 2013). Jauh lebih sederhana lagi, jalur

untuk mendapatkan biodiesel (FAME) adalah dengan metilasi langsung S-

adenosyl-L-methionine (SAM) yang bergantung pada asam lemak bebas yang

dihasilkan mikroba, tetapi produksi FAME dengan rute ini terbatas hanya ~ 16

mg/L (Sherkhanov et al., 2016). Selain itu, produksi biodiesel yang dihasilkan

memerlukan jalur yang rumit karna perlunya rekayasa genetika dan produk

biodiesel yang dihasilkan masih sangat sedikit karena masih mengandalkan

asam lemak yang dihasilkan dari tubuh mikroba itu sendiri. Oleh karena itu,

perlu dilakukan biokonversi tanpa menggunakan reagen metanol sehingga

mengatasi masalah FAME yang dianggap 80% renewable menjadi 100%

renewable dengan jalur yang lebih sederhana tanpa rekayasa genetik dan

menghasilkan produk biodiesel yang lebih banyak.

4

Pada penelitian ini telah dilakukan proses biokonversi asam lemak

terhidrolisis dari minyak kedelai menjadi biodiesel (FAME) dengan enzimatik

mikroba menggunakan Lactobacillus plantarum dan Acetobacter aceti.

Penggunaan dua mikroba ini bertujuan untuk meningkatkan hasil FAME yang

dihasilkan karena berdasarkan penelitian sebelumnya produk SAM pada

lactobacillus plantarum hanya 1,47mM. Proses fermentasi dilakukan dengan

tiga variasi waktu fermentasi yang berbeda, yaitu: 24 jam, 48 jam, dan 72 jam.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang tersebut, dapat dirumuskan suatu rumusan

masalah sebagai berikut :

1. Bagaimana potensi metode fermentasi dalam mengkonversi asam lemak

bebas terhidrolisis menjadi biodiesel secara enzimatik mikroba

menggunakan mikroba Lactobacillus plantarum dan Acetobacter aceti ?

2. Bagaimana pengaruh waktu proses fermentasi ?

1.3 Tujuan Penelitian

Berdasarkan masalah tersebut, dilakukan penelitian yang bertujuan untuk:

1. Untuk mengetahui potensi metode fermentasi mikroba dalam

mengkonversi asam lemak bebas terhidrolisis menjadi biodiesel.

2. Untuk mengetahui kondisi optimal waktu fermentasi untuk dapat

mengkonversi asam lemak bebas terhidrolisis menjadi biodiesel.

1.4 Manfaat Penelitian

Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui dan membuka jalan

baru untuk pengembangan pembuatan produk biodiesel dengan jalur

bioteknologi untuk mendapatkan hasil dalam jumlah yang banyak dengan

bahan pembuatan yang lebih murah serta ramah lingkungan sehingga

membuka peluang untuk diterapkan pada skala industri.

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Produksi biodiesel dengan cara fermentasi mikroba dapat dibedakan

menjadi dua pendekatan yang berbeda yaitu produksi biodiesel tidak langsung

dari mikroba oleaginous dengan transesterifikasi (in vitro), dan produksi

biodiesel langsung dari metabolisme mikroba (in vivo) (Shi et al., 2011).

Biodiesel (FAME) yang berasal dari mikroba oleaginous (mikroalga, ragi, dan

bakteri) secara aktif sedang dikejar sebagai pengganti potensial terbarukan

untuk solar minyak bumi (Wahlen et al., 2013). Penelitian yang dilakukan

Kuan, transesterifikasi langsung 1 g biomassa R. glutinis kering dalam 20 mL

metanol yang dikatalisis oleh 0,6 M H2SO4 pada 70 oC selama 20 jam,

rendemen asam lemak methyl ester (FAME) mencapai 111%. Menggunakan

jumlah biomassa dan metanol yang sama tetapi dikatalisis oleh 1 g/L NaOH

pada 70 oC selama 10 jam, hasil FAME mencapai 102%. Dibandingkan dengan

transesterifikasi konvensional, yang memerlukan pra-ekstraksi lemak,

transesterifikasi langsung tidak hanya menyederhanakan proses dan

mempersingkat waktu reaksi, tetapi juga meningkatkan hasil FAME (Kuan et

al., 2018).

Escherichia coli juga telah direkayasa untuk menghasilkan FAME

secara in situ menggunakan asam lemak O-methyltransferase (FAMT) dari

Mycobacterium marinum atau homolog serupa. Enzim yang diuji paling

banyak aktif pada C8-C12 jenuh dan FFA 3-terhidroksi dan menggunakan S-

adenosylmethionine (SAM) sebagai pendonor metil. Dalam studi ini, suplai

SAM ditingkatkan dengan penghapusan metJ yaitu pengatur protein yang

menghambat enzim yang terlibat dalam sintesis SAM. Tetapi hasil FAME

sangat rendah, karena kurangnya aktivitas thioesterase untuk memproduksi

asam 3-hidroksidekanoat, substrat yang disukai FAMT dari M. marinum.

FAME mencapai hasil lebih tinggi kemungkinan akan membutuhkan

kombinasi rekayasa protein (meningkatkan thioesterase dan aktivitas FAMT

melawan berbagai asam lemak) dan proses metabolisme (mengoptimalkan daur

ulang SAM) (Lennen & Pfleger, 2013).

6

Sampai saat ini, jalur paling efektif untuk produksi biodiesel dalam

bakteri menghasilkan asam lemak etil ester (FAEEs) hingga ~1,5 g/L. Jauh

lebih sederhana jalur ke biodiesel menghasilkan FAME dengan metilasi

langsung bergantung S-adenosyl-L-methionine (SAM) dan asam lemak pada

mikroba, tetapi produksi FAME dengan rute ini hanya ~16 mg/L. Sherkhanov

memberikan sebuah alternatif yaitu dengan cara memperluas spektrum

methyltransferase, Drosophila melanogaster Juvenile Hormone Acid O-

Methyltransferase (DmJHAMT). Dengan memperkenalkan DmJHAMT dalam

E. coli yang direkayasa untuk menghasilkan rantai sedang asam lemak dan

memproduksi SAM berlebih, diperoleh FAME rantai menengah pada titer 0,56

g/L, 35 kali lipat meningkat melebihi titer yang dicapai sebelumnya.

Sherkhanov menyadari bahwa perlu perbaikan yang cukup besar dibutuhkan

agar dapat bertahan produksi bakteri FAME dan FAEE untuk biofuel,

menurutnya mungkin lebih mudah untuk mengoptimalkan dan menggunakan

jalur produksi FAME ke mikroorganisme lain karena melibatkan lebih sedikit

enzim (Sherkhanov et al., 2016).

S-Adenosylmethionine (AdoMet) di Lactobacillus plantarum

ditemukan meningkat bersamaan dengan produksi asam lemak siklopropana

membran di bawah normal kondisi pertumbuhan. Aktivitas sintetase AdoMet

sebagian besar tidak dipengaruhi oleh variasi pH kultur medium (Smith &

Norton, 1980). Bakteri asam laktat (BAL) dapat menghasilkan SAM

konsentrasi tinggi, BAL diisolasi dari kimchi komersial dan dari produk kimchi

olahan yang mengandung jeotgal udang (makanan laut asin yang difermentasi)

atau jeotgal tombak pasir yang difermentasi masing-masing pada suhu 5 atau

10 °C. Lactobacillus menghasilkan SAM hingga 1,47 mM dalam kultur strain

(Myung-ki lee, 2008).

7

BAB III

DASAR TEORI

3.1 Minyak Kedelai

Kedelai (Glycine max L) merupakan tanaman tahunan yang termasuk

dalam famili Fabaceae. Ini didistribusikan secara luas di Asia Timur, Australia,

dan Afrika, dan didomestikasi lebih dari 3000 tahun yang lalu. Sekarang

tanaman ini merupakan tanaman kacang-kacangan terpenting di dunia ke-6 dari

semua tanaman budidaya dalam hal panen. Kedelai paling banyak diproduksi

untuk minyaknya, dan ditanam di berbagai iklim di seluruh dunia. Kedelai

adalah salah satu kacang terpenting di dunia, menyediakan protein nabati bagi

jutaan manusia dan bahan untuk ribuan produk kimia. Kedelai dianggap

sebagai salah satu sumber protei terkaya dan murah (Badole et al., 2015).

Kandungan minyak kedelai berupa lemak kasar yang terdiri dari

trigliserida sebesar 90-95% dan sisanya berupa fosfatida, asam lemak bebas,

sterol dan tokofenol. Fosfatida yang terkandung dalam kedelai sekitar 2% yang

terdiri dari lesithin dan sephalin. Komposisi minyak kedelai secara umum

sesuai dengan (Tabel 1) sebagai berikut (Ketaren, 2005) :

Tabel 1. Komposisi minyak kedelai secara umum

Asam lemak tidak jenuh Kadar (%)

Asam linolenat 15-64

Asam oleat 11-60

Asam linoleat 1-12

Asam arachidonat 1,5

Asam lemak jenuh

Asam palmitat 7-10

Asam stearat 2-5

Asam arachidat 0,2-1

Asam laurat 0-0,1

Fosfolipida Jumlah sangat kecil

Lecithin Jumlah sangat kecil

8

Cephalin Jumlah sangat kecil

3.2 Biokonversi

Biokonversi adalah sebuah proses yang mampu mengubah bahan

organik menjadi produk lain yang berguna dan memiliki nilai tambah dengan

memanfaatkan proses biologis dari mikroorganisme dan enzim (Hardjo et al.,

1989). Metode/proses ini dianggap sangat berpotensi karena tidak

menggunakan zat kimia berbahaya, tidak membutuhkan energi tinggi, dan

tidak menghasilkan produk samping atau residu yang berbahaya bagi

lingkungan. Penggunaan biokonversi/bioteknologi biasanya didasarkan pada

proses fermentasi mikroba tanpa menggunakan bahan kimia berbahaya.

Biotransformasi menggunakan enzim bebas sebagai biokatalis sekarang

menjadi metodologi sintetik yang sepenuhnya diterima dan divalidasi untuk

menyiapkan senyawa homochiral yang digunakan dalam industri farmasi,

bahan tambahan makanan, atau agrokimia (Carballeira et al., 2009). Senyawa

kiral yang akan digunakan sebagai bahan kimia pertanian, farmasi, wewangian,

dan sebagai bahan tambahan makanan dapat dengan mudah disintesis dengan

biotransformasi, biasanya dalam kondisi ringan jika dibandingkan dengan

sintesis kimia. Resolusi kinetik zat rasemat menjadi proses yang umum dan

sukses. Penerapan biotransformasi dalam proses industri menjelaskan lebih

lanjut keberhasilan penggunaan enzim dan sel mikroba untuk produksi

senyawa yang menarik secara komersial (de Carvalho & da Fonseca, 2011).

3.3 Hidrolisis

Hidrolisis adalah proses antara reaktan dengan air agar suatu senyawa

pecah atau terurai. Hidrolisis melibatkan reaksi bahan kimia organik dengan air

untuk membentuk dua atau lebih banyak zat baru dan biasanya diartikan

dengan pemutusan ikatan kimia oleh penambahan air. Hidrolisis bisa menjadi

kebalikan dari kondensasi reaksi di mana dua molekul bergabung bersama

menjadi lebih besar dengan menghilangkan molekul air. Jadi hidrolisis

menambahkan air untuk memecah, sedangkan kondensasi menumpuk dengan

menghilangkan air (J. G. Speight, 2017).

9

Reaksi hidrolisis adalah pemutusan ikatan kimia dengan penambahan

air atau basa yang memasok ion hidroksil (ikatan tunggal -OH). Sebuah ikatan

kimia terputus, dan dua ikatan baru terbentuk, masing-masing memiliki

komponen hidrogen (H+) atau komponen hidroksil (-OH) dari molekul air (J.

Speight, 2018).

3.4 Biodiesel Fatty Acid Methyl Ester (FAME)

Biodiesel merupakan bahan bakar transportasi cair terbarukan yang dapat

menjadi bahan bakar untuk menggantikan bahan bakar diesel yang diturunkan

dari minyak bumi tanpa modifikasi signifikan pada mesin yang ada. Biodiesel

terdiri dari alkil ester dari asam lemak dan biasanya diproduksi dari trigliserida

(misalnya, minyak kedelai) dan alkohol (misalnya, metanol) dengan adanya

basa atau asam sebagai katalisator (Wahlen et al., 2013).

Dalam proses yang paling umum, FAME diproduksi melalui

transesterifikasi bahan baku melalui reaksi dengan metanol dengan adanya

katalis. Campuran yang dihasilkan mengandung FAME dan gliserin (gliserol)

dan terakhir dipisahkan dari FAME sebelum digunakan. FAME dapat

bersumber dari berbagai macam bahan baku termasuk minyak nabati (rapeseed,

kedelai, sawit, bunga matahari dan jagung), lemak hewani (lemak, lemak babi,

dan unggas dan minyak ikan) dan minyak dan lemak sisa (minyak goreng

bekas) (Ginn et al., 2009).

FAME memiliki struktur molekul umum CH3(CH2) nCOOCH3 (jenuh)

dan CH3(CH2)n(CH)xCOOCH3 (tidak jenuh) dan contoh FAME yang

dihasilkan dari minyak nabati utama yang digunakan untuk produksi biodiesel

yaitu asam palmitat metil ester, asam stearat metil ester, asam oleat metil ester,

asam linoleat metil ester, dll (Thomas et al., 2017).

3.5 Lactobacillus plantarum

Lactobacillus plantarum adalah anggota genus Lactobacillus yang

tersebar luas, umumnya ditemukan pada daging dan makanan olahan, pada

banyak produk makanan fermentasi serta bahan tanaman anaerobik. L.

plantarum memiliki salah satu genom terbesar yang dikenal BAL dan

merupakan spesies yang sangat fleksibel dan serbaguna. Ini adalah bakteri

10

Gram-positif aerotolerant yang tumbuh pada suhu 15 ° C dan dengan

konsentrasi NaCl 4%, tetapi tidak pada suhu 45 ° C, dan menghasilkan kedua

isomer asam laktat (D dan L). L. plantarum umumnya ditemukan di banyak

produk makanan fermentasi termasuk sauerkraut, acar, zaitun asin, kimchi

Korea, Ogi Nigeria, dan bahan tanaman fermentasi lainnya, beberapa keju,

sosis fermentasi, dan ikan kaldu (Lorenzo et al., 2018). Spesies BAL ini sangat

serbaguna dan mampu bertahan di berbagai ekosistem. Di antara sistem

bakteriosin berbeda yang dijelaskan dalam spesies L. plantarum (Ruiz-Larrea,

2011).

Sumber : Wang et al., 2018

Gambar 1. Lactobacillus Plantarum

Adaptasi ekologis yang luar biasa dari L. plantarum ke lingkup ekologi

yang berbeda mencerminkan kemampuannya untuk memanfaatkan sejumlah

besar karbohidrat, yang mana asam laktat diproduksi sebagai metabolit akhir

utama. L. plantarum digunakan sebagai starter dan kultur tambahan dalam

fermentasi bahan mentah yang berasal dari tumbuhan dan hewan, yang

berkontribusi untuk meningkatkan kualitas sensorik dan memperpanjang umur

produk terfermentasi. Beberapa strain juga digunakan sebagai probiotik hewan

atau manusia (Mayo & Flórez, 2020)

3.6 Acetobacter aceti

Acetobacter aceti adalah bakteri Gram-negatif yang bergerak

menggunakan flagela peritrichous. Louis Pasteur membuktikannya sebagai

penyebab konversi etanol menjadi asam asetat pada tahun 1864. Ini adalah

mikroorganisme jinak yang ada di mana-mana di lingkungan, ada di lingkup

ekologi beralkohol yang meliputi bunga, buah-buahan, dan lebah madu, serta

di air dan tanah. Ia hidup di mana pun fermentasi gula terjadi. Tumbuh paling

11

baik pada suhu yang berkisar dari 25 hingga 30 derajat Celcius dan dalam pH

yang berkisar antara 5,4 hingga 6,3 (De Ley et al., 1984)

Pembentukan asam asetat hanya dapat berlangsung bila oksigen yang

cukup tersedia, yaitu pada buah-buahan, jus, dan kentang tumbuk. Di bawah

kondisi anaerobik pembuatan anggur, peleburan cuka jarang terjadi.

Kemunculannya ditunjukkan dengan meningkatnya konsentrasi asam asetat,

etil asetat dan d-laktat (Hommel, R. K., & Ahnert, P., 1999) Bakteri ini juga

digunakan dalam produksi produk metabolisme lainnya, misalnya asam

glukonat dan l-sorbosa dengan aplikasi potensial dalam industri makanan dan

biomedis. Klasifikasi AAB (Acetic Acid bacterial) menjadi general yang

berbeda telah mengalami beberapa modifikasi selama beberapa tahun terakhir,

berdasarkan karakteristik morfologi, fisiologis dan genetik (Gomes et al.,

2018).

3.7 Gas Chromatography – Mass Spectrometry (GC-MS)

James dan Martin memperkenalkan teknik GC pertama kali pada tahun

1952 (Sparkman et al., 2011), yang seiring dengan perkembangan teknologi

teknik GC sering digunakan secara bersama-sama dengan instrumen lain

seperti Mass-Spectrometer (MS). GC merupakan salah satu teknik

kromatografi yang hanya dapat digunakan untuk mendeteksi senyawa-senyawa

yang mudah menguap. Sedangkan MS merupakan spektrometer massa yang

diperlukan untuk identifikasi senyawa sebagai penentu bobot molekul dan

penentuan rumus molekul (Darmapatni dkk, 2016).

12

Sumber : Kim et al., 2016

Gambar 2. Prinsip Instrumen GC-MS

Instrumen GC-MS terdiri dari dua komponen utama. Bagian

kromatografi gas memisahkan senyawa berbeda dalam sampel menjadi sinyal

bahan kimia murni berdasarkan volatilitasnya dengan mengalirkan gas inert

(fase gerak), yang membawa sampel, melalui fase diam yang ditetapkan di

kolom (Skoog et al., 2007). Spektrum senyawa dikumpulkan saat mereka

keluar dari kolom kromatografi oleh spektrometer massa, yang

mengidentifikasi dan mengkuantifikasi bahan kimia menurut rasio massa

terhadap muatannya (m / z). Spektrum ini kemudian dapat disimpan di

komputer.

Peningkatan penggunaan GC-MS banyak digunakan yang dihubungkan

dengan komputer dimana dapat merakam dan menyimpan data dari sebuah

analisis akan berkembang pada pemisah yang lebih efisien. Karena komputer

dapat diprogram untuk mencari spektra library yang langka, membuat

identifikasi dan menunjukkan analisis dari campuran gas tersebut (Willett,

1987).

3.8 Spektrofotometer uv-vis

Spektrofotometri UV-VisSpektrofotometer merupakan alat yang

digunakan untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut

ditransmisikan, direfleksikan, dan diemisikan sebagai fungsi dari spektrum

13

dengan panjang gelombang tertentu, dan fotometer adalah alat pengukur

intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang di absorbsi (Khopkar, 2008:

184). Serapan merupakan pengukuran suatu interaksi antara radiasi

elektromagnetik dan molekul atau atom dari suatu zat kimia. Teknik yang

sering digunakan dalam analisis farmasi meliputi spektrofotometri

ultraviolet, cahaya tampak, inframerah dan serapan atom. Jangkauan

panjang gelombang untuk daerah ultraviolet adalah 190-380 nm, daerah

cahaya tampak 380-780 nm, daerah infra merah dekat 780-3000 nm, dan

daerah infra merah 2,5-40 μm atau 4000-250 cm-1 (Ditjen POM, 1995).

Pada umumnya spektrofotometri ultraviolet dalam analisis senyawa

organik digunakan untuk:

a. Menentukan jenis khromofor, ikatan rangkap yang terkonjugasi dan

auksokhrom dari suatu senyawa organik.

b. Menjelaskan informasi dari struktur berdasarkan panjang gelombang serapan

maksimum suatu senyawa.

c. Mampu menganalisis senyawa organik secara kuantitatif dengan

menggunakan hukum Lambert-Beer.

Sumber : (Rocha et al., 2018)

Gambar 3. Prinsip Instrumen Spectrofotometer uv-vis

Secara eksperimental, sangat mudah untuk mengukur banyaknya radiasi

yang diserap oleh suatu molekul sebagai fungsi frekuensi radiasi. Suatu grafik

yang menghubungkan antara banyaknya sinar yang diserap dengan frekuensi

14

(atau panjang gelombang) sinar merupakan spectrum absorpsi. Transisi yang

dibolehkan (allowed transition) untuk suatu molekul dengan struktur kimia

yang berbeda adalah tidak sama sehingga spectra absorpsinya juga berbeda.

Dengan demikian, spectra dapat digunakan sebagai bahan informasi yang

bermanfaat untuk analisis kualitatif. Banyaknya sinar yang diabsorpsi pada

panjang gelombang tertentu sebanding dengan banyaknya molekul

yangmenyerap radiasi, sehingga spectra absorpsi juga dapat digunakan untuk

analisis kuantitatif (Gandjar dan Rohman,2007).

Hal–hal yang harus diperhatikan dalam analisis spektofotometri uv-vis

(Rohman, 2007) :

a. Pemilihan Panjang gelombang maksimum

Panjang gelombang yang digunakan untuk analisis kuantitatif adalah

panjang gelombang dimana terjadi serapan maksimum. Untuk memperoleh

panjang gelombang serapan maksimum, dilakukan dengan membuat kurva

hubungan antara absorbansi dengan panjang gelombang dari suatu larutan

bakupada konsentrasi tertentu.

b. Pembuatan Kurva Kalibrasi

Dibuat seri larutan baku dari zat yang akan dianalisis dengan berbagai

konsentrasi. Masing–masing absorbansi larutan dengan berbagai konsentrasi

diukur, kemudian dibuat kurva yang merupakan hubungan antara absorbansi

dengan konsentrasi. Bila hukum Lambert-Beer terpenuhi maka kurva

kalibrasi berupa garis lurus.

c. Pembacaan absorbansi sampel atau cuplikan

Absorbansi yang terbaca pada spektrofotometer hendaknya antara 0,2

sampai 0,6. Anjuran ini berdasarkan anggapan bahwa pada kisaran nilai

absorbansi tersebut kesalahan fotometrik yang terjadi adalah paling

minimal.

15

BAB VI

METODELOGI PENELITIAN

4.1 Alat dan Bahan

4.1.1 Alat

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah, Autoclave (Yazumi),

Neraca Analitik (Ohaus), Evaporator Vakuum (N-1100SWD), Hotplate (C-

MAG HS 7), Oven (Memmert), micropipet ukuran 1000 μL (Eppendorf), Labu

Leher 3 (merk Pyrex), Kondensor, Termometer Alkohol, Karet Penyumbat,

Tabung Reaksi (pyrex), Alat Sentrifugasi (merk DS), Inkubator Shaker

(Scilogex, SK-O330-Pro), Instrumen GC-MS (Shimadzu QP2010 SE),

Instrumen Spektrofotometer uv-vis (Perkin Elmer),

4.1.2 Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah minyak

kedelai, aquadest, Lactobacillus plantarum, acetobacter aceti, medium nutrien

broth (NB), buffer fosfat 6,3, polisorbat 80 (tween 80), Natrium klorida (NaCl)

0,9 %, Asam klorida (HCl) 6 N, Natrium hidroksida (NaOH) 0,1 N, etil asetat,

metanol p.a, Etanol 95%, Barium klorida (BaCl2) 1%, Asam sulfat (H2SO4)

1%, Asam oksalat (H2C2O4) 0,1 N.

4.2 Cara Kerja

4.2.1 Hidrolisis Minyak Kedelai

Hidrolisis minyak kedelai dilakukan dengan cara refluks. Perbandingan

minyak dan air pada rasio perbandingan 1:8 selama 12 jam pada temperatur

100˚C. Kemudian ditambahkan secara perlahan HCl 6N sebanyak 1% dari

berat total, penambahan HCl dilakukan selama proses pemanasan berlangsung.

Lalu fasa minyak dipisahkan dengan fasa air menggunkan corong pisah.

4.2.2 Penentuan bilangan asam lemak bebas hasil hidrolisis

Penentuan bilangan asam dilakukan dengan cara titrasi menggunakan

larutan basa NaOH. Ditimbang sebanyak 5 gram minyak kelapa, kemudian

ditambahkan dengan etanol 95% sebanyak 50 mL. Campuran tersebut

selanjutnya dipanaskan selama 10 menit di atas penangan air sambil diaduk-

https://www.labsatu.com/product/detail/3849/eyela-rotary-evaporator-n1100swd

16

aduk. Setelah dingin selanjutnya dititrasi dengan larutan NaOH 0,1 N dengan

menggunakan fenolftalin sebagai indikator sampai terbentuk warna merah

muda. Dilakukan pengulangan sebanyak dua kali. Larutan NaOH 0,1 N yang

digunakan untuk titrasi distandarisasi dengan larutan asam oksalat 0,1 N.

Rumus penentuan bilangan asam sebagai berikut :

% 𝐹𝐹𝐴 =𝑉 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑥 𝑁 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑥 𝐵𝑀

1000 𝑥 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 𝑥 100

Keterangan :

V NaOH : Volume ( mL )

BM : Berat Molekul Minyak Kedelai (280,447𝑔

𝑚𝑜𝑙⁄ )

N : Normalitas ( N )

Berat Sampel : Massa Asam Lemak yang dititrasi ( g )

4.2.3 Pembuatan Medium Pertumbuhan dan Proses Inakulasi

Pembuatan nutrien broth dilakukan dengan penimbangan 1,3 gram dan

dilarutkan dengan akuades 100 mL Larutan dipanaskan dalam oven selama ±

10 menit lalu dilakukan sterilisasi menggunakan autoclave selama ± 2 jam.

Setelah dilakukan proses sterilisasi media dapat digunakan sebagai media

tumbuh. Dilakukan dengan cara diambil 200 mikroliter indukan mikroba

kemudian dilarutkan kedalam medium nutrient broth yang telah steril.

4.2.4 Perhitungan Mikroba Menggunakan Metode McFarland

a. Standar McFarland

Pembuatan standar McFarland dengan mencampurkan BaCl2 1% ke

dalam H2SO4 1%. Larutan standar McFarland tersebut dibuat 5 tabung yang

berisikan tabung 1 (0,05 mL BaCl2 + 9,95 mL H2SO4), tabung 2 (0,1 mL

BaCl2 + 9,9 mL H2SO4), tabung 3 (0,2 mL BaCl2 + 9,8 mL H2SO4), tabung 4

(0,3 mL BaCl2 + 9,7 mL H2SO4), tabung 5 (0,4 mL BaCl2 + 9,6 mL H2SO4).

Yang kemudian tiap tabung dianalisis dengan instrumen Spektrofotometer

uv-vis.

b. Pembuatan Sampel

Diambil mikroba dalam indukan sebanyak 10 mL ke dalam tabung

reaksi. Kemudian disentrifugasi dengan kecepatan 4000-an rpm dengan

17

waktu 10 menit. Pellet yang diperoleh dipisahkan dari sisa medium

kemudian pellet dilarutkan dalam 10 mL larutan NaCl 0,9% menggunakan

alat vortek. Kemudian sampel dianalisis menggunakan spektrofotometer uv-

vis.

4.2.5 Proses Fermentasi

Proses fermentasi dilakukan dengan menambahkan 6 g asam lemak

terhidrolisis ke dalam medium 25 mL yang sudah berisi mikroba. Lalu

ditambahkan 0,2 mL tween 80 dan pH buffer fosfat 6,3 sebanyak 10 mL.

Proses fermentasi dilakukan menggunakan alat shaker dengan kecepatan 120

rpm pada suhu ruang. Dilakukan dengan 3 variasi waktu fermentasi yaitu 24

jam, 48 jam, dan 72 jam.

4.2.6 Ekstraksi Hasil Fermentasi

Setelah proses fermentasi selesai kemudian medium yang berisi produk

biokonversi tersebut diasamkan dengan HCl 6 N sebanyak 5 mL. Kemudian

hasil fermentasi diekstrak menggunakan etil asetat sebanyak 50 mL. Terdapat 2

lapisan dimana lapisan atas diambil dengan cara dipisahkan menggunakan

corong pisah lalu lapisan atas tersebut dicuci menggunakan aquadest sebanyak

2x dan dipisahkan kembali. Lapisan atas yang sudah netral dievaporasi untuk

menghilangkan pelarut etil asetat dari campuran produk. Hasil evap kemudian

diekstrak kembali menggunakan metanol p.a 5 mL.

18

BAB V

PEMBAHASAN

Pada penelitian ini dilakukan studi biokonversi asam lemak bebas

terhidrolisis dari minyak kedelai menjadi biodiesel menggunakan mikroba

lactobacillus plantarum dan acetobacter aceti. Optimasi kondisi fermentasi

meliputi variasi waktu fermentasi dilakukan guna mengetahui produk biodiesel

optimum yang dihasilkan sehingga diperoleh % komposisi atau konversi yang

tinggi.

5.1 Hidrolisis Minyak Kedelai dan Penentuan Bilangan Asam

Asam lemak terhidrolisis merupakan bahan utama yang berperan

sebagai substrat fermentasi dalam penelitian ini. Proses hidrolisis minyak

kedelai yang dilakukan pada tahap awal penelitian ini sangat penting guna

memperoleh asam lemak bebas yang digunakan pada tahap selanjutnya. Secara

alami, asam lemak bebas dalam minyak kedelai dapat terbentuk melalui

hidrolisis alami dengan air tetapi konsentrasinya sangat rendah sehingga perlu

dilakukan hidrolisis menggunakan katalis asam. Katalis asam berguna untuk

meningkatkan laju reaksi kimia karena kemampuannya dalam menurunkan

energi aktivasi reaksi reaktan untuk menjadi produk. Katalis asam yang

digunakan yaitu HCl 6 N yang ditambahkan secara perlahan ke dalam

campuran minyak dan air pada saat suhu campuran 100 oC selama 12 jam.

Reaksi yang terjadi sebagai berikut :

Gambar 4. Reaksi hidrolisis minyak kedelai menjadi asam lemak

Penentuan bilangan asam atau kadar asam lemak bebas ditentukan

untuk mengetahui seberapa besar produk asam lemak bebas terhidrolisis yang

dihasilkan. Penentuan dilakukan sesuai dengan metode SNI 01-3555-1998

19

“cara uji minyak dan lemak” yang prinsipnya pelarutan contoh lemak/minyak

dalam pelarut organik tertentu (alkohol 95% netral) dengan penambahan

indikator PP dilanjutkan dengan penitaran basa (NaOH atau KOH). Penentuan

bilangan asam dilakukan pada minyak kedelai sebelum dan sesudah hidrolisis.

Diperoleh bilangan asam lemak bebas pada minyak kedelai sebelum hidrolisis

sebesar 0,75% sedangkan setelah hidrolisis sebesar 1,59%. Berdasarkan SNI

No.01-3555-1998 tentang syarat asam lemak bebas pada minyak kedelai yaitu

maksimal 0,2% Hal ini menandakan bahwa proses hidrolisis berjalan dengan

sangat baik karena terjadi peningkatan persentase asam lemak bebas yang

cukup signifikan.

5.2 Perhitungan Mikroba dengan Metode McFarland

Standar McFarland digunakan untuk standarisasi perkiraan jumlah

bakteri dalam suspensi cair dengan membandingkan kekeruhan suspensi uji

dengan Standard McFarland sebelum dilakukan fermentasi. Standar McFarland

adalah larutan kimia barium klorida dan asam sulfat, reaksi antara dua bahan

kimia ini menghasilkan endapan halus barium sulfat. Ketika dikocok pelan,

kekeruhan Standar McFarland visual sebanding dengan konsentrasi suspensi

mikroba. Digunakan 5 standar McFarland dengan konsentrasi berbeda – beda

yaitu : 0,5, 1, 2, 3, 4 dan 2 sampel yaitu mikroba L. Plantarum dan mikroba A.

Aceti masing – masing 10 mL yang dianalisis menggunakan alat

spektrofotometer uv-vis pada panjang gelombang maksimum (λ = 600 nm).

Hasil analisis standar McFarland dibuat kurva kalibrasi sehingga jumlah

mikroba dapat ditentukan. Kurva kalibrasi merupakan grafik yang membentuk

garis lurus (linear) yang menyatakan hubungan antara kadar larutan kerja

termasuk blanko dengan respon yang proporsional dari instrumen. Perubahan

secara proporsional antara kadar analit dengan respon instumen tersebut akan

membentuk garis lurus yang memenuhi persamaan y = ax + b dimana :

y = respon instrumen ) b = kemiringan (slope)

x = kadar analit a = intersep (intercept)

20

Hasil data yang diperoleh dari analisis spektrofotometer uv-vis disajikan pada

(Tabel 2) sebagai berikut :

Tabel 2. Standar McFarland CFU (x106/mL), Absorbansi Standar mcFarland,

dan Absorbansi Sampel Mikroba (L. plantarum, A. aceti)

Skala 0,5 1 2 3 4

CFU (x106/mL) <300 300 600 900 1200

Absorbansi 0,153 0,302 0,521 0,656 0,852

Sampel L. plantarum 0,577

Sampel A. aceti 0,586

Berdasarkan data yang diperoleh dari (Tabel 2) hasil analisis

spektrofotometer uv-vis tersebut, kemudian dibuat grafik kurva kalibrasi guna

mengetahui konsentrasi mikroba L. plantarum dan A.aceti secara kuantitatif.

Grafik kurva kalibrasi tersebut disajikan pada (Gambar 5) berikut ini :

Gambar 5. Kurva Kalibrasi Hasil Analisis Spektrofotometer uv-vis Standar

McFarland

Jika dilihat dari data kurva kalibrasi (Gambar 2) terdapat R2 (koefisien

determinasi). Secara umum, R2 digunakan sebagai informasi mengenai

y = 0,0006x + 0,1464

R² = 0,9958

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

abso

rban

si (

nm

)

CFU (x106/mL)

Abs vs CFU (x106/mL)

21

kecocokan suatu model. Dalam regresi R2 ini dijadikan sebagai pengukuran

seberapa baik garis regresi mendekati nilai data asli. Jika R2 sama dengan atau

mendekati 1, maka angka tersebut menunjukkan garis regresi cocok dengan

data secara sempurna atau hampir sempurna. Pada penelitian ini diperoleh R2 =

0,9958 yang berarti bahwa kecocokan garis regresi dengan data sangat baik

(bersesuaian) karena nilai R2 yang mendekati nilai 1 sehingga hasil data dapat

diterima. Jika dilihat dari (Tabel 1), sampel L. plantarum memiliki absorbansi

0,577 dan sampel A. aceti memiliki absorbansi 0,586. Jika tiap absorbansi

tersebut dimasukkan dalam rumus persamaan garis y = 0,0006x + 0,1464

(Gambar 5), absorbansi sampel sebagai y maka dapat ditentukan konsentrasi

mikroba (nilai x). Sehingga konsentrasi mikroba L. plantarum yang diperoleh

sebesar 717,67 x 106 CFU/mL dan konsentrasi mikroba A. aceti yang diperoleh

sebesar 1465,33 x 106 CFU/mL dimana konsentrasi tersebut diperoleh dari 1

hari masa pertumbuhan dalam 10 mL media.

5.3 Proses Fermentasi

Proses fermentasi dilakukan dengan 3 variasi waktu yang berbeda yaitu

pada waktu fermentasi 24 jam, 48 jam, 72 jam. Tujuannya adalah untuk

mengetahui pengaruh perbedaan waktu fermentasi terhadap produk senyawa

biodiesel yang dihasilkan. Fermentasi dilakukan secara one pot yang artinya

mikroba L. plantarum dan A. aceti ditempatkan pada satu wadah (media) yang

sama. Penempatan satu wadah tersebut dilakukan dengan harapan terbentuknya

senyawa biodiesel dengan jumlah lebih banyak.

Fermentasi berjalan pada pH yang konstan yaitu pH 6,3 menggunakan

pH buffer fosfat 6,3 yang merupakan kondisi optimum mikroba tersebut dalam

produksi (Romano et al., 2013). Karena substrat asam lemak terhidrolisis tidak

larut dalam air maka ditambahkan tween 80 yang berfungsi sebagai pelarut

antar zat yang bertindak sebagai surfaktan dan meningkatkan tingkat kelarutan

antar zat yang biasanya tidak larut dalam larutan tertentu. Dalam hal ini asam

lemak bebas yang tidak larut dalam air akan teremulsi pada media NB sehingga

asam lemak terhidrolisis terdistribusi secara merata dan juga dibantu dengan

alat shaker dengan kecepatan 120 rpm sehingga hasil fermentasi lebih optimal.

22

5.4 Karakterisasi GC-MS Hasil Fermentasi Pada Variasi Waktu 24 jam

Identifikasi komponen senyawa produk hasil fermentasi yaitu biodiesel

dilakukan dengan membandingkan pola fragmentasi spektrum massa dengan

pola fragmentasi senyawa referensi. Hasil Analisis GC-MS produk biodiesel

dari hasil fermentasi 24 jam disajikan pada (Gambar 6) sebagai berikut :

Gambar 6. Kromatogram hasil analisis GC-MS produk fermentasi variasi

waktu 24 jam

Jika dilihat dari hasil kormatogram pada instrumen GC-MS terdapat 9

puncak yang teridentifikasi. Puncak tertinggi pada hasil fermentasi 24 jam ini

adalah peak 4 sedangkan terendah ada pada peak 1.


terhidrolisis oleh mikroba L. plantarum dan A.aceti variasi waktu 24 jam

peak Waktu

retensi (min.)

LuasArea

(%)

SI Nama Senyawa

1

2

3

4

5

6

7

6,469

6,769

13,999

15,724

15,777

16,005

16,123

1,78

3,13

10,64

43,82

24,69

3,43

4,27

96

97

97

95

94

95

92

2,4-Decadienal

2,4-Decadienal

Metil palmitat

Metil linoleat

Metil oleat

Metil stearat

Asam oleat

23

8

9

18,478

20,297

4,94

3,29

97

81

Asam Hexanedioic

Metil ricinoleat

Jika dilihat dari (Tabel 3) tersebut, hampir semua produk merupakan

Fatty Acid Methyl Ester (FAME) yang merupakan salah satu bahan bakar

terbarukan (biodiesel) dimana produk FAME terbanyak adalah peak 4 yaitu

metil linoleat sebesar 43,82%. Produk metil linoleat terbanyak karena

berdasarkan teori, asam linoleat yang merupakan bahan pada fermentasi ini

adalah asam lemak terbanyak yang terdapat pada minyak kedelai bisa

mencapai 64% dari asam lemak total pada minyak kedelai (Karen, 2005). Pada

hasil fermentasi 24 jam ini masih terdapat asam lemak yang belum termetilasi

secara sempurna yaitu peak 7 dan 8 berupa asam oleat dan asam hexanedioic

sebesar 4,27% dan 4,94%. Terdapat juga senyawa produk samping pada peak 1

dan 2 yaitu 2,4-Decadienal dengan persentase terendah sebesar 1,78% dan

3,13%. Total persentase biodiesel FAME pada variasi waktu 24 jam yang

dihasilkan adalah sebesar 85,87%.


Hasil Analisis GC-MS produk biodiesel dari hasil fermentasi 48 jam

disajikan pada (Gambar 7) sebagai berikut :

24


waktu 48 jam






Peak Waktu Retensi

(min.)

Luas Area

(%)

SI Nama Senyawa

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11,673

14,002

14,346

15,724

15,775

16,006

16,087

16,123

16,338

18,435

1,41

4,06

3,89

12,14

13,10

1,40

11,18

28,15

2,18

22,48

75

96

94

93

95

90

89

89

75

95

1,5-Diisopropil,

2,3-dimetil

cycloheksana

Metil palmitat

Asam palmitat

Metil linoleat

Metil oleat

Metil stearat

Metil linolelaidat

Asam oleat

Asam stearat

Asam Hexanedioic

Jika dilihat dari (Tabel 4) tersebut, produk FAME terbanyak terdapat

pada peak 8 yaitu metil linolelaidat sebesar 28,15% dengan total persentase

FAME yang diperoleh sebesar 41,88%. Persentase ini turun dibandingkan

variasi waktu sebelumnya. Padahal secara teoritis, semakin lama fermentasi

(selama mikroba fase eksponensial) berjalan maka semakin besar konsentrasi

yang didapatkan dikarenakan pertumbuhan mikroba yang semakin banyak

(Silva & Malcata, 2000). Hal ini bisa terjadi karena variasi proses fermentasi

yang dilakukan berada pada wadah yang berbeda-beda mengakibatkan laju

pertumbuhan mikroba tiap variasi bergantung pada lingkungan yang berbeda

25

pula sehingga dimungkinkan adanya pengganggu atau kontaminan yang

mengakibatkan laju pertumbuhan mikroba pada variasi 48 jam kurang

baik/optimal. Hal ini didukung dengan hasil GC-MS yang menunjukan masih

banyaknya asam lemak yang tidak termetilasi oleh mikroba yaitu pada peak 3,

7, 8 berupa asam palmitat, asam oleat, asam stearat, dan asam hexanedioic

dengan total presentase asam lemak sebesar 56,7%.


Hasil Analisis GC-MS produk biodiesel dari hasil fermentasi 72 jam

disajikan pada (Gambar 8) sebagai berikut :


waktu 72 jam






Peak Waktu

Retensi (min.)

Luas Area

(%)

SI Nama Senyawa

1

2

13,999

15,724

12,23

46,40

97

95

Metil palmitat

Metil linoleat

26

3

4

5

6

7

15,775

16,004

16,080

16,100

18,239

30,80

3,82

1,76

4,10

0,89

94

96

87

91

78

Metil oleat

Metil stearat

Asam linoleat

Asam oleat

1-metoksi-,(E)-

9-Oktadekena

Jika dilihat dari tabel 5 tersebut, produk FAME terbanyak terdapat pada

peak 2 yaitu metil linoleat sebesar 46,40% dengan total persentase FAME

yang diperoleh sebesar 93,25%. Persentase ini naik dibandingkan variasi waktu

sebelumnya. Hal ini sesuai secara teoritis, dimana semakin lama fermentasi

(selama mikroba fase eksponensial) berjalan maka semakin besar konsentrasi

yang didapatkan karena pertumbuhan mikroba yang semakin banyak sehingga

semakin banyak pula substrat asam lemak bebas yang terkonversi (Silva &

Malcata, 2000). Terdapat masih ada asam lemak yang belum terkonversi secara

sempurna dibuktikan pada peak 6 yaitu adanya asam oleat dengan persentase

4,10%. Terdapat juga senyawa pengotor pada peak 7 yaitu 1-metoksi-,(E)-9-

Oktadekena. Senyawa tersebut dianggap merupakan senyawa pengotor yang

ikut teranalisis. Hal tersebut dibuktikan dengan rendahnya SI (similarity index)

yang dimiliki yaitu sebesar 78. SI (similarity index) mengindikasikan

presentase kecocokan pola fragmentasi sampel dengan pola fragmentasi

senyawa standar Library MS pada komputer. Semakin nilai SI menjauhi nilai

100 maka semakin tidak cocok pola fragmentasi sampel dan standar yang

dibandingkan sehingga senyawa yang diindentifikasi kurang akurat. Begitu

juga sebaliknya, semakin nilai SI mendekati atau sama dengan 100 maka

ketepatan senyawa yang diidentifikasi semakin akurat. Persentase luas areanya

juga sangat rendah yaitu 0,89%.

5.6 Mekanisme Pembentukan FAME Oleh Mikroba Lactobacillus

Plantarum dan Acetobacter aceti

Pembentukan Fatty Acid Methyl Ester (FAME) oleh mikroba dapat

terjadi karena adanya enzim SAM (S-adenosyl methionine) yang merupakan

enzim methyltranferase pada mikroba yang berfungsi sebagai pedonor metil

27

pada substrat asam lemak bebas (Sherkhanov et al., 2016). SAM (S-adenosyl

methionine) adalah kosubstrat umum yang terlibat dalam transfer gugus metil,

transsulfuration, dan aminopropylation (Cantoni, 1952). SAM terbuat dari

adenosin trifosfat (ATP) sebagai co-substrat dan metionin oleh methionine

adenosyltransferase. Telah dilaporkan SAM (S-Adenosyl methionine) pada

Lactobacillus plantarum ditemukan meningkat bersamaan dengan produksi

membran asam lemak siklopropana di bawah kondisi normal pertumbuhan

(Smith et al., 1980). Telah dilaporkan pula, produksi SAM diperoleh dengan

konsentrasi tinggi pada isolasi LAB (Lactobacillus) dalam produk kimchi

(Myung-ki Lee, 2008). Belum ada atau sangat sedikit penelitian mengenai

SAM pada acetobacter aceti. Tetapi secara umum pada mikroba, SAM terikat

oleh riboswitch SAM, yang mengatur gen yang terlibat dalam biosintesis

metionin atau sistein (Ding et al., 2015) sehingga tidak menutup kemungkinan

acetobacter aceti juga berperan pada pembuatan biodiesel FAME ini. Dengan

adanya enzim SAM pada penelitian yang telah dilaporkan sebelumnya dan

dengan adanya substrat asam lemak bebas terhidrolisis memungkinkan adanya

jalur biokonversi dengan reaksi sebagai berikut ini :

O O-

S+

O

OHHO

N

N

N N

NH2H2N

SAM

asam oleat

OHO

SO

OHHO

NN

N N

NH2H2N

SAH

asam oleat metil ester

OOH

O

O

Gambar 9. Reaksi Pembentukan Asam Lemak Metil Ester dari Asam Lemak

Oleh mikroba L. plantarum dan A. aceti

Pendonoran metil pada SAM terhadap asam lemak menghasilkan SAH

(S-adenosyl-L-homocysteine) dan FAME (Fatty Acid Methyl Ester)

(Sherkhanov et al., 2016). SAH (S-Adenosyl homocysteine) adalah pengatur

28

negatif yang kuat dari hampir semua metilase yang bergantung pada SAM.

SAH dihidrolisis menjadi homosistein dan adenosin oleh hidrolase S-

adenosylhomocysteine. Homosistein didaur ulang kembali ke metionin melalui

transfer gugus metil dari 5-metiltetrahidrofolat, oleh salah satu dari dua kelas

sintase metionin (yaitu tergantung kobalamin atau tidak tergantung kobalamin).

Metionin ini kemudian dapat diubah kembali menjadi SAM (Födinger M.,

2000).

S-Adenosyl methionine (SAM) adalah enzim yang terbentuk dari ATP

dan metionin (Van Keulen & Dyson, 2014). Metionin merupakan salah satu

asam amino esensial yang menjadi sumber utama dalam pembentukan SAM.

Semua mikroorganisme memiliki mekanisme untuk mengatur jumlah dan jenis

enzim sehingga hanya sejumlah tertentu asam amino yang dibutuhkan (Kumar

& Gomes, 2005). Metionin terdapat pada buah-buahan, daging (ayam, sapi,

ikan), susu (susu murni, beberapa jenis keju), sayuran (bayam, bawang putih,

jagung), serta kacang-kacangan (kapri, pistacio, kacang mete, kacang merah,

tahu tempe) (Andri et al., 2020). Pada penelitian ini, sumber metionin hanya

mengandalkan sumber protein yang terdapat pada media nutrien broth (NB).

Oleh karena itu kedepannya, perlu dikaji penambahan metionin murni atau

sumber protein lain dalam pembentukan SAM. Dengan penambahan metionin

ini dimungkinkan terbentuk SAM berlebih menjadikan semakin banyak

substrat asam lemak bebas yang termetilasi oleh SAM sehingga semakin

banyak pula biodiesel FAME yang dihasilkan. Hal lain yang juga perlu dikaji

setelah penelitian ini adalah banyaknya penambahan asam lemak bebas sebagai

substrat. Hal ini akan sejalan dengan perlakuan SAM berlebih dimana semakin

banyak substrat asam lemak bebas yang ditambahkan dan dengan adanya

perlakuan SAM berlebih maka akan diperoleh hasil biodiesel FAME yang

optimal .

29

BAB VI

PENUTUP

6.1 Kesimpulan

1. Metode fermentasi mikroba memiliki potensi yang besar dalam

mengkonversi asam lemak bebas terhidrolisis menjadi biodiesel secara

enzimatik menggunakan mikroba Lactobacillus plantarum dan Acetobacter

aceti dengan produk FAME (Fatty Acid Methyl Ester). Dengan cara

menghidrolisis minyak kedelai menjadi asam lemak bebas yang kemudian

dimetilasi oleh SAM (S-Adenosil Methionine) dalam mikroba yang bertindak

sebagai enzim methyltranferase sehingga terbentuk FAME.

2. Senyawa FAME (Fatty Acid Methyl Ester) didapatkan melalui proses

fermentasi secara one pot oleh mikroba Lactobacillus plantarum dan

Acetobacter aceti pada variasi waktu fermentasi 24 jam, 48 jam, 72 jam dengan

total % konversi dan kemurnian masing-masing sebesar 85,87%, 41,88%, dan

93,25%.

6.2 Saran

1. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan perlu adanya percobaan dengan

melakukan variasi jumlah mikroba yang digunakan saat fermentasi guna

mengetahui pengaruh terhadap produk fermentasi yang dihasilkan

2. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan perlu adanya pengadaan alat

dan bahan yang memadai terutama kesterilan di laboraturium terpadu UII agar

memperkecil terjadinya kontaminasi saat pertumbuhan mikroba maupun saat

fermentasi sehingga tidak terbentuk produk samping yang tidak diinginkan.

30

DAFTAR PUSTAKA

Andri, A., Harahap, R. P., & Tribudi, Y. A., 2020, Estimasi dan Validasi Asam

Amino Metionin, Lysin, dan Threonin dari Pakan Bijian Sebagai Sumber

Protein Nabati, Jurnal Nutrisi Ternak Tropis, 3(1), 18–22.

Badole, S. L., Patil, K. Y., & Rangari, V. D. 2015., Antihyperglycemic

Activity of Bioactive Compounds from Soybeans In Glucose Intake and

Utilization in Pre-Diabetes and Diabetes: Implications for Cardiovascular

Disease, Elsevier Inc.

Cantoni, G. L., 1952, The nature of the active methyl donor formed

enzymatically from l-methionine and adenosinetriphosphate. Journal of

the American Chemical Society, 74(11), 2942–2943.

Carey, F., Giuliano, R., 2011, Organic Chemistry, Edisi ke-8, McGraw-Hill,

Philadelphia.

Carballeira, J. D., Quezada, M. a, & Service, I. B., 2009, Industrial

Biotransformations Service, Madrid, Spa. 212–251.

Darmapatni, Komang. Ari.Gunapria., Basori, Achmad., dan Suaniti, Ni. Made.,

2016, Pengembangan Metode GC-MS Untuk Penetapan Kadar

Acetaminophen pada Specimen Rambut Manusia, Jurnal Biosains

Pascasarjana, Vol. 18.

de Carvalho, C. C. C. R., & da Fonseca, M. M. R., 2011, Biotransformations.

Comprehensive Biotechnology, Second Edition, 2, 451–460.

Ding, W., Smulan, L. J., Hou, N. S., Taubert, S., Watts, J. L., & Walker, A. K.,

2015, S-adenosylmethionine levels govern innate immunity through

distinct methylation-dependent pathways, Cell Metabolism, 22(4), 633–

645.

Edberg, S.C., 1992, Human health assessment:Acetobacter aceti, Unpublished,

U.S. Environmental Protection Agency, Washington, D.C

Födinger M, Hörl W, Sunder-Plassmann G., 2000, Molecular biology of 5,10-

methylenetetrahydrofolate reductase, J Nephrol. 13 (1): 20–33.

31

Ginn, T.R., Hatch, T.J., McKone, T.E. & Rice, D.W., 2009, California

Biodiesel Multimedia Evaluation Tier I Report, University of California,

Davis and University of California, Berkeley.

Gomes, R. J., Borges, M. de F., Rosa, M. de F., Castro-Gómez, R. J. H., &

Spinosa, W. A., 2018, Acetic acid bacteria in the food industry:

Systematics, characteristics and applications, Food Technology and

Biotechnology, 56(2), 139–151.

Hardjo, S., N.S. Indrasi, dan T. Bantacut., 1989, Biokonversi : Pemanfaatan

Limbah Industri Pertanian. Bogor : Pusat Antar Universitas Pangan dan

Gizi IPB.

Homgren,J., Gosling, G., Marinangle R., Marker T., 2007, A New Development

in Renewable Fuels : Green Diesel, UOP.LLC, Des Palines, lilionis,

U.S.A.

Hommel, R. K., & Ahnert, P., 1999, ACETOBACTER, Encyclopedia of Food

Microbiology, 1–7.

Hou, C. T., & Shimada, Y., 2009, Lipases, Encyclopedia of Microbiology,

385–392.

Ketaren, S,. 2005, Minyak dan lemak pangan, Edisi Pertama, Jakarta : UI

Kemton, W. and S. Krabacher., 1987, Thermostat management: intensive

interviewing used to interpret instrumentation data, pp. 245-262 in W.

Kempton and M. Neiman (eds.) Energy Efficiency: Perspectives on

Individual Behavior. Washington, DC: Amer. Council for an Energy-

Efficient Economy.

Khopkar, S. M., 2010., Konsep Dasar Kimia Analitik, Jakarta: UI Press

Kim, I. Y., Suh, S. H., Lee, I. K., & Wolfe, R. R., 2016, Applications of stable,

nonradioactive isotope tracers in in vivo human metabolic research.

Experimental and Molecular Medicine, 48(1).

Kuan, I. C., Kao, W. C., Chen, C. L., & Yu, C. Y., 2018, Microbial biodiesel

production by direct transesterification of rhodotorula glutinis biomass.

Energies, 11(5).

Kumar, D., & Gomes, J., 2005, Methionine production by fermentation.

32

Biotechnology Advances, 23(1), 41–61.

Lennen, R. M., & Pfleger, B. F., 2013, Microbial production of fatty acid-

derived fuels and chemicals, Current Opinion in Biotechnology, 24(6),

1044–1053.

Lorenzo, J. M., Munekata, P. E., Dominguez, R., Pateiro, M., Saraiva, J. A., &

Franco, D., 2018, Main groups of microorganisms of relevance for food

safety and stability: General aspects and overall description. In Innovative

technologies for food preservation: Inactivation of spoilage and

pathogenic microorganisms, Elsevier Inc.

Mayo, B., & Flórez, A. B., 2020, Lactic Acid Bacteria: Lactobacillus spp.:

Lactobacillus plantarum, In Reference Module in Food Science. Elsevier.

Myung-ki, lee., Jong-Kyung, Lee., at all., 2008., S-Adenosyl-L-methionine

(SAM) production by lactic acid bacteria strains isolated from different

fermented kimchi products, Food Sci, Bioetechnol Vol. 17, No. 4

Patel, A., Karageorgou, D., Rova, E., Katapodis, P., Rova, U., Christakopoulos,

P., & Matsakas, L., 2020, An overview of potential oleaginous

microorganisms and their role in biodiesel and omega-3 fatty acid-based

industries. Microorganisms, 8(3), 1–39.

Prakash, A. 2002, Green Marketing, Public Policy And Managerial Strategies.

Business Strategy and the Environment 11.

Rocha, F. S., Gomes, A. J., Lunardi, C. N., Kaliaguine, S., & Patience, G. S.,

2018, Experimental methods in chemical engineering: Ultraviolet visible

spectroscopy—UV-Vis. Canadian Journal of Chemical Engineering,

96(12), 2512–2517.

Rohman, A. 2007, Kimia Farmasi Analisis, Yogyakarta: Pustaka Pelajar.

Romano, D., Contente, M., Granato, T., Remelli, W., Zambelli, P., & Molinari,

F., 2013, Biocatalytic oxidation of 1,4-diols and γ-lactols into γ-lactones:

Application to chemoenzymatic synthesis of drospirenone, Monatshefte

Fur Chemie, 144(5), 735–737.

Ruiz-Larrea, F., 2011, Applications of protective cultures and bacteriocins in

wine making In Protective Cultures, Antimicrobial Metabolites and

33

Bacteriophages for Food and Beverage Biopreservation, Woodhead

Publishing Limited.

Schröder, D., Golberg, N., Zummack, W., Schwars, H., Poutsma, J.C., Squires,

R.R., 1997, Generation of α-acetolactone and acetoxyl diradical

CH2COO in the gas phase, Internasional Journal of Mass Spectrometry

and Ion Processes, 165-166: 71-82.

Sherkhanov, S., Korman, T. P., Clarke, S. G., & Bowie, J. U., 2016, Production

of FAME biodiesel in E. coli by direct methylation with an insect enzyme,

Scientific Reports, 6(March), 1–10.

Shi, S., Valle-Rodríguez, J. O., Siewers, V., & Nielsen, J., 2011, Prospects for

microbial biodiesel production, Biotechnology Journal, 6(3), 277–285.

Silva, M. L., & Malcata, F. X.., 2000, Effect of time and temperature of

fermentation on the microflora of grape pomace, Bioprocess Engineering,

23(1), 17–24.

Skoog, D., Holler, T., and Nieman, F., 1998, Principles of Instrumental

Analysis, Edisi ke-5, Harcourt Brace, Philadelphia.

Smith, D. D., & Norton, S. J., 1980, S-Adenosylmethionine, cyclopropane fatty

acid synthase, and the production of lactobacillic acid in Lactobacillus

plantarum, Archives of Biochemistry and Biophysics, 205(2), 564–570.

Song, Chen., 2012, Green Oil Production by Hydroprocessing, International

Journal of Clean Coal and Energy, 1, 43-155.

Sparkman, O.D., Penton, Z.E. & Kitson, F.G., 2011, Gas Chromatography and

Mass Spectrometry : A Practical Guide, Second Edition, Academic

Press, Oxford.

Speight, J., 2018, Hidrólisis. Mecanismos de reacción en ingeniería ambiental.

203–229.

Speight, J. G., 2017, Industrial Organic Chemistry In Environmental Organic

Chemistry for Engineers.

Thomas, A. O., Leahy, M. C., Smith, J. W. N., & Spence, M. J., 2017, Natural

attenuation of fatty acid methyl esters (FAME) in soil and groundwater,

Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, 50(3),

34

301–317.

Toscano, G., & Duca, D., 2009, Renewable Energy Content of Fatty Acid

Methyl Esters (Fame) and Glycerol, Journal of Agricultural Engineering,

40(4), 47.

Van Keulen, G., & Dyson, P. J., 2014, Production of specialized metabolites by

streptomyces coelicolor A3(2) In Advances in Applied Microbiology (1st

ed., Vol. 89, Issue 2). Elsevier Inc.

Wadhawan, Jay. D., Marken, Frank., dan Richard, G. Compton., 2001,

Biphasic Sonoelectrosynthesis. A Review, Pure Appl Chem, Vol. 73, No.

12, pp. 1947-1955.

Wahlen, B. D., Morgan, M. R., McCurdy, A. T., Willis, R. M., Morgan, M. D.,

Dye, D. J., Bugbee, B., Wood, B. D., & Seefeldt, L. C., 2013, Biodiesel

from microalgae, yeast, and bacteria: Engine performance and exhaust

emissions, Energy and Fuels, 27(1), 220–228.

Wang, W., He, J., Pan, D., Wu, Z., Guo, Y., Zeng, X., & Lian, L., 2018,

Metabolomics analysis of Lactobacillus plantarum ATCC 14917 adhesion

activity under initial acid and alkali stress. PLoS ONE, 13(5), 1–16.

Willett J., 1987, Gas Chromatography. London: ACOL.

Zahriyah, S., 2009, Esterifikasi Asam Lemak Bebas Dalam Minyak Jelantah

Dengan Katalis TiO2/Montmorillonit dan Pengaruhnya Terhadap

Biodiesel yang dihasilkan, Depok, Skripsi FMIPA UNS.

35

LAMPIRAN 1. Perhitungan

1. Perhitungan penentuan nilai asam lemak bebas

𝐴𝐿𝐵 = 𝑉 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑥 𝑁 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑥 𝐵𝑀

𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑥 1000𝑚𝑔

𝑔𝑟𝑎𝑚⁄ 𝑥 100 %

1.1 Normalitas NaOH

Vol hasil titrasi NaOH :

1 10,5 mL

2 10,2 mL

𝑁 𝑁𝑎𝑂𝐻 = 𝑉 𝑜𝑘𝑠 𝑥 𝑁 𝑜𝑘𝑠

𝑉 𝑁𝑎𝑂𝐻

= 10 𝑚𝐿 𝑥 0,1 𝑁

10,35 𝑚𝐿

= 0,096 N

1.2 Penentuan Persentase Asam Lemak Bebas pada Minyak Terhidrolisis

Volume hasil titrasi :

1 3,7 mL

2 2,2 mL

𝐴𝐿𝐵 = 2,95 𝑚𝐿 𝑥 0,096 𝑁 𝑥 280,447

𝑔𝑟𝑎𝑚𝑚𝑜𝑙⁄

5 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑥 1000𝑚𝑔

𝑔𝑟𝑎𝑚⁄ 𝑥 100 %

= 1,58 %

1.3 Penentuan nilai asam lemak bebas pada minyak kedelai

Volume hasil titrasi :

1 1,8 mL

2 1,1 mL

36

𝐴𝐿𝐵 = 1,45 𝑚𝐿 𝑥 0,096 𝑁 𝑥 280,447

𝑔𝑟𝑎𝑚𝑚𝑜𝑙⁄

5 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑥 1000𝑚𝑔

𝑔𝑟𝑎𝑚⁄ 𝑥 100 %

= 0,780 %

2. Perhitungan Metode McFarland

Skala 0,5 1 2 3 4

CFU

(x106/mL)

<300 300 600 900 1200

Absorbansi 0,153 0,302 0,521 0,656 0,852

Sampel LP 0,577

Sampel AA 0,586

Diketahui : Abs L. plantarum = 0,577

Abs A. aceti = 0.586

Faktor pengenceran A. aceti = 2x

y = 0,0006x + 0,1464

Dicari nilai x ?

y = 0,0006x + 0,1464

R² = 0,9958

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

abso

rban

si (

nm

)

CFU (x106/mL)

Abs vs CFU (x106/mL)

37

Jawab :

a. Konsentrasi L. plantarum

y = 0,0006x + 0,1464

𝑥 = 𝑦 − 0,1464

0,0006

𝑥 = 0,577 − 0,1464

0,0006

𝑥 = 717,67 x 106 CFU/mL

b. Konsentrasi a. aceti

y = 0,0006x + 0,1464

𝑥 = 𝑦 − 0,1464

0,0006

𝑥 = 0,586 − 0,1464

0,0006

𝑥 = 717,67 x 106 x 2 =

1465,33 CFU/mL

38

Lampiran 2. Dokumentasi Penelitian

2.1 Hasil Titrasi Penentuan Asam Lemak Bebas

2.2 Medium Nutrien Broth (NB)

39

1.5 Hasil Fermentasi

40

Lampiran 3. MS produk FAME (Fatty Acid Methyl Ester)

1. HASIL GC-MS T248

49

2. HASIL GC-MS T486

59

3. HASIL GC-MS T726

biokonversi asam lemak bebas terhidrolisis dari …

Documents